FR2875994A1 - Systeme et procede d'imagerie a l'aide de sources de rayons x monoenergetiques. - Google Patents

Abstract

Système d'imagerie (10) pour diverses imageries médicales et non médicales non invasives. Le système d'imagerie (10) comprend une source accordable (12) de rayons X pour émettre des rayons X (14) à spectre sensiblement monoénergétique, et un détecteur (16) à discrimination d'énergie pour générer un signal de sortie de détecteur en réponse à l'incidence des rayons X (20) sur le détecteur (16) à discrimination d'énergie. Le système d'imagerie (10) comprend également une unité de commande (22) de système comportant une unité de commande (30) de rayons X pour faire fonctionner la source accordable (12) de rayons X et les circuits d'acquisition de données (32) afin d'acquérir le signal de sortie du détecteur (16) à discrimination d'énergie.

Description

SYSTEME ET PROCEDE D'IMAGERIE A L'AIDE DE SOURCES

DE RAYONS X MONOENERGETIQUES

L'invention concerne d'une façon générale l'imagerie radiographique et en particulier l'imagerie radiographique utilisant des sources de rayons X monoénergétiques et des détecteurs à discrimination d'énergie.

Les rayons X ont trouvé de très nombreuses applications dans diverses techniques d'imagerie médicale et non médicale non invasives. D'une façon générale, les systèmes d'imagerie reposant sur les rayons X dirigent un faisceau de rayons X vers un sujet dont on veut réaliser une image. Le faisceau de rayons X peut être produit par un tube radiogène ou par d'autres techniques. Dans les systèmes d'imagerie radiographique selon la technique antérieure, les rayons X produits ont généralement un spectre large qui peut être représentatif de la technique et/ou des matières utilisées pour générer les rayons X. Normalement, les rayons X générés traversent un volume contenant un objet ou un patient dont une image est à réaliser. Lorsque les rayons X traversent l'objet ou le patient, les différentes matières dont est composé l'objet ou le patient atténuent à des degrés divers les rayons X. Par exemple, les os, les métaux, l'eau, l'air et les tissus mous atténuent différemment les rayons X. Lorsque les rayons X atténués quittent le volume d'imagerie, ils frappent normalement un détecteur sur lequel ils produisent des signaux électriques, lesquels sont traités pour produire une image des structures internes de l'objet ou du patient.

Les rayons X produits dans les tubes radiogènes courants ont généralement une puissance relativement faible et comportent de longues impulsions ou une onde continue qui limitent leur utilisation. De plus, ce rayonnement comporte normalement un rayonnement incohérent non polarisé à large spectre d'énergie. D'une façon générale, les rayons X générés par des techniques classiques peuvent être utiles pour des techniques d'imagerie dans lesquelles l'atténuation est mesurée pour produire des images, mais ils sont moins utiles dans des techniques où des informations liées à l'énergie concernant les matières examinées sont également intéressantes.

Par exemple, l'atténuation des rayons X à travers un sujet donné n'est pas constante et dépend fortement de l'énergie des photons de rayons X. Ce phénomène se traduit par une image sous la forme d'un artefact à durcissement de faisceau, par exemple une hétérogénéité, un ombrage et des stries. Certains artefacts à durcissement de faisceau peuvent facilement être corrigés par des techniques telles que l'étalonnage dans l'eau et la correction itérative dans les os. Cependant, le durcissement du faisceau à partir de matières autres que l'eau et les os, par exemple des métaux et des agents contrastants, est difficile à corriger. De plus, à des endroits différents, les mêmes matières présentent souvent des niveaux d'atténuation différents. Une autre limite affectant le système d'imagerie selon la technique antérieure est le manque de caractérisation des matières. Par exemple, une matière fortement atténuante d'une faible densité peut donner le même degré d'atténuation sur l'image qu'une matière moins atténuante ayant une grande densité. Ainsi, on ne dispose pratiquement pas d'informations sur la composition de la matière d'un sujet 1 o examiné reposant exclusivement sur le degré d'atténuation. De plus, la visibilité de certains agents contrastants dans le corps humain peut être accentuée en réalisant une image du corps avec des parties convenablement sélectionnées du spectre des rayons X. Des techniques traditionnelles pour produire des faisceaux de rayons X monoénergétiques, par exemple les sources fluorescentes et les rayons X à dispersion suivant l'angle de Bragg pour la sélection de l'énergie sont employées pour diverses applications médicales afin de surmonter les limites évoquées ci-dessus. La filtration d'un rayonnement de freinage à large bande peut également produire des spectres à monochromacité voulue. Par exemple, en mammographie, des cibles enduites de rhodium associées à une filtration par une mince couche de rhodium produisent des parties relativement étroites du spectre des rayons X centrées autour de l'énergie intéressante. Cependant, dans certains cas, une grande partie des rayons X ont des énergies trop faibles pour pénétrer profondément dans le corps humain, ce qui ne permet pas de contribuer à une image de la région concernée. En bref, un large spectre d'énergie des photons de rayons X émis par la source de rayons X et un manque de résolution en énergie des détecteurs de rayons X limitent l'utilisation de systèmes d'imagerie pour des applications telles que la caractérisation de matières, la différenciation tissulaire, le rejet de dispersion et autres.

Il est donc souhaitable de disposer d'un système d'imagerie efficace ayant une source de rayons X monoénergétiques et des détecteurs à discrimination d'énergie pour parvenir à un meilleur contraste de l'image et à une haute définition tout en limitant fortement le bruit dans l'image et les doses de rayonnement subies par le patient.

En bref, selon un premier aspect de la technique, il est proposé un système d'imagerie. Le système d'imagerie comprend une source de rayons X accordable configurée pour émettre des rayons X à spectre sensiblement monoénergétique, et un détecteur à discrimination d'énergie configuré pour générer un signal de sortie de détecteur en réponse à l'incidence des rayons X sur le détecteur à discrimination d'énergie. Le système d'imagerie comprend également une unité de commande système comprenant une unité de commande de rayons X configurée pour faire fonctionner la source de rayons X accordable et des circuits d'acquisition de données configurés pour acquérir le signal de sortie du détecteur à discrimination d'énergie.

La source de rayons X accordable peut génèrer les rayons X à l'aide d'une technique de diffusion Compton inverse et/ou d'une technique d'émission de rayons x à base de plasma et/ou d'une technique comportant une filtration d'un rayonnement de freinage à large bande.

La source de rayons X accordable peut comporter une cible en métal liquide.

La source de rayons X accordable peut comporter une pluralité d'un ou de plusieurs types de particules en suspension dans un milieu métallique liquide.

Le détecteur à discrimination d'énergie peut comporter des détecteurs à intégration de charges et/ou des détecteurs à comptage de photons et/ou des détecteurs sensibles à l'énergie.

De plus, le système d'imagerie peut comprendre des circuits de reconstruction d'image configurés pour générer au moins une image de composition d'après le signal de sortie de détecteur.

La source de rayons X accordable peut être configurée par une interface opérateur pour émettre des rayons X globalement à spectre monoénergétique voulu.

Le spectre monoénergétique voulu peut être sélectionné pour réaliser une imagerie de contraste et/ou une imagerie osseuse et/ou une imagerie de tissus mous.

En bref, selon un autre aspect de la technique, il est proposé un système d'imagerie. Le système d'imagerie comprend une source de rayons X configurée pour émettre des rayons X à spectre sensiblement monoénergétiques, et un détecteur à discrimination d'énergie configuré pour générer un signal de sortie de détecteur en réponse aux rayons X incidents sur le détecteur à discrimination d'énergie. Le système d'imagerie comprend également une unité de commande système comprenant une unité de commande de rayons X configurée pour faire fonctionner la source de rayons X et des circuits d'acquisition de données configurés pour acquérir le signal de sortie du détecteur à discrimination d'énergie.

En outre, le système d'imagerie comprend des circuits de reconstruction d'image configurés pour générer au moins une image de composition basée sur le signal de sortie du détecteur.

Selon un autre aspect de la présente technique, il est proposé un procédé pour générer une image de composition. Le procédé comprend les étapes consistant à sélectionner un spectre voulu de rayons X monoénergétiques pour réaliser une image d'un sujet concerné, émettre des rayons X globalement dans le spectre des rayons X monoénergétiques voulu à travers le sujet concerné, détecter les rayons X atténués par le sujet concerné en réponse aux rayons X détectés par le détecteur à discrimination d'énergie et générer au moins une image de composition d'après le signal de sortie de détecteur. La sélection du spectre de rayons X monoénergétiques voulu peut comporter la sélection du spectre de rayons X monoénergétiques voulu pour exécuter une imagerie de contraste, une imagerie osseuse ou une imagerie de tissus mous.

Des systèmes et des programmes informatiques assurant la fonctionnalité du type défini par le présent procédé peuvent être prévus par la présente technique.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente un exemple de système d'imagerie utilisant une source de rayons X monoénergétiques et des détecteurs sensibles à l'énergie selon un aspect de la présente technique; la Fig. 2 représente un exemple de système d'imagerie tomographique pour imagerie volumétrique utilisant une source de rayons X monoénergétiques et des détecteurs sensibles à l'énergie selon un aspect de la présente technique; et la Fig. 3 est un organigramme illustrant un procédé pour générer une image de composition selon un aspect de la présente technique.

Les présentes techniques concernent globalement l'imagerie radiographique à l'aide de rayons X monoénergétiques et de détecteurs à discrimination d'énergie. De telles techniques d'imagerie peuvent être utiles dans divers contextes d'imagerie tels que l'imagerie tomographique, les systèmes industriels de contrôle, la métrologie tomographique, la radiographie par rayons X, les essais non destructifs, le dosage de métaux lourds, la sécurité et les contrôles de bagages, etc. Bien que la présente description fournisse des exemples dans un contexte d'imagerie médicale, un spécialiste ordinaire de la technique saisira facilement que l'application de ces techniques dans d'autres contextes tels que l'imagerie industrielle, les contrôles de sécurité et/ou les contrôles de bagages ou de paquets entre bien dans le cadre des présentes techniques.

Considérant maintenant la Fig. 1, un système d'imagerie 10 à utiliser selon la présente technique est illustré. Dans la forme de réalisation illustrée, le système 1 o d'imagerie 10 comprend une source de rayonnement 12 telle qu'une source de rayons X. Un collimateur peut être placé au voisinage immédiat de la source de rayonnement 12 pour définir les dimensions et la forme d'un courant de rayonnement 14 issu de la source de rayonnement 12. Le système d'imagerie 10, ainsi que d'autres systèmes d'imagerie reposant sur l'atténuation des rayons X, peut employer des sources de rayons X qui génèrent des rayons X par diverses techniques. Par exemple, la présente technique emploie une source de rayons X accordable qui peut être configurée pour émettre des rayons X monoénergétiques ou quasi- monoénergétiques à un ou plusieurs niveaux d'énergie.

Diverses techniques peuvent être employées pour générer les rayons X monoénergétiques ou quasi-monoénergétiques à spectre voulu. Ces techniques comprennent, d'une manière nullement limitative, les processus de diffusion Compton inverse, l'émission de rayons X à base de plasma et la filtration d'un rayonnement de freinage à large bande. Dans une forme de réalisation, les rayons X monoénergétiques sont générés avec un spectre voulu par un tube radiogène comportant une cible en métal liquide. Un support de métal liquide ou de suspension d'un métal liquide s'écoule dans un conduit pour former la cible pour un faisceau d'électrons de 80 keV à 200 keV. Le faisceau d'électrons crée des rayons X par impact contre une section mince de la cible en mouvement. Différentes matières de cible donnent différents spectres de rayons X. Le choix d'un spectre de rayons X à caractéristiques voulues et la suppression du rayonnement de freinage à large bande par filtration et un choix approprié d'angle de sortie rendent la source presque monoénergétique. Dans une forme de réalisation, une ou plusieurs particules solides de divers métaux, cristaux, et/ou autres matières solides peuvent être mises en suspension dans le support liquide. La suspension de particules formant cible dans le support liquide permet de choisir des cibles et des spectres ainsi qu'une dissipation de chaleur efficace pour un fonctionnement à puissance moyenne relativement forte. En outre, les particules formant cible permettent le choix d'une longueur d'onde pour une source monochromatique ou quasi-monochromatique.

Dans un fonctionnement normal, la source de rayonnement 12 projette un courant de rayonnement 14, tel qu'un faisceau de rayons X monoénergétiques, vers une série de détecteurs 16 placés du côté opposé à la source de rayonnement 12. Le courant de rayonnement 14 entre dans un volume d'imagerie dans lequel peut être placé un sujet 18 dont on souhaite réaliser une image. Il faut souligner qu'une région particulière du sujet 18 peut être choisie par un opérateur pour en réaliser une image de façon à pouvoir acquérir le balayage le plus utile de la région.

Une partie du rayonnement 20 passe à travers ou autour du sujet et frappe la série de détecteurs 16. La série de détecteurs 16 peut servir à détecter une seule tranche ou plusieurs tranches et se présente généralement sous la forme d'un groupe d'éléments de détection. Chaque élément de détection produit un signal électrique représentant l'intensité du rayonnement incident 20 sur l'élément de détection lorsque le rayonnement 20 frappe la série de détecteurs 16. Ces signaux sont acquis et traités pour reconstruire une image des détails à l'intérieur ainsi qu'à l'extérieur du sujet 18.

Dans une forme de réalisation, la série de détecteurs peut être constituée par des détecteurs à discrimination d'énergie conçus pour établir une distinction entre différentes parties de spectres de rayons X ou différents niveaux d'énergie de rayons X. Il existe différents procédés pour obtenir des mesures à plusieurs niveaux d'énergie, utilisant des détecteurs sensibles à l'énergie. Par exemple, dans une forme de réalisation, des détecteurs sensibles à l'énergie peuvent être employés afin que chaque rayon X incident sur le détecteur soit enregistré avec son énergie.

Il faut souligner que toutes sortes de détecteurs à discrimination d'énergie peuvent servir à détecter et distinguer les rayons X atténués à différents niveaux d'énergie. Ces détecteurs à discrimination d'énergie comprennent, d'une manière nullement limitative, des détecteurs à intégration de charges, des détecteurs à comptage de photons et autres détecteurs sensibles à l'énergie. En outre, ces détecteurs peuvent convertir directement les rayons X en signaux électriques à traiter. Selon une autre possibilité, ces détecteurs peuvent utiliser une substance à scintillation pour convertir les rayons X en rayonnement optique détectable et convertissable en signaux électriques à traiter. Par ailleurs, toutes sortes de détecteurs sensibles à l'énergie, par exemple des détecteurs et des réseaux à semi-conducteur, des détecteurs de gaz nobles à forte densité, des agents luminescents, des agents scintillateurs, des groupes de transistors à couche mince, des dispositifs à couplage de charge, des plaques à microcanaux et des détecteurs calorimétriques peuvent être employés pour la discrimination d'énergie.

Revenant à la Fig. 1, le sujet 18 et la source de rayonnement 12 sont ordinairement décalés l'un par rapport à l'autre, ce qui permet, si cela est souhaitable, l'acquisition de données de projection suivant diverses vues par rapport au sujet 18. Par exemple, le sujet 18 peut être placé sur une table telle qu'une table tournante de façon que le sujet 18 puisse être amené à tourner pendant l'examen pour exposer tous les côtés du sujet 18 au courant de rayonnement 14. Selon une autre possibilité, la source de rayonnement 12 et/ou la série de détecteurs 16 peut être disposée sur un portique, qu'on peut faire tourner autour du sujet 18 pendant l'examen. Lorsque le sujet 18 et la source de rayonnement 12 tournent l'un par rapport à l'autre, la série de détecteurs 16 recueille des données d'atténuation de rayonnement dans les divers angles de vue par rapport au sujet 18. Les données recueillies à partir de la série de détecteurs 16 subissent ensuite un prétraitement et un étalonnage pour conditionner les données afin de représenter les intégrales linéaires des coefficients d'atténuation des sujets analysés 18. Les données traitées, couramment appelées projections, sont ensuite reconstruites pour élaborer une ou plusieurs images de composition de la zone balayée, comme expliqué plus en détail ci-après. Ainsi, on acquiert une image ou une tranche qui, dans certains modes, peut contenir plus ou moins que 360 degrés de données de projection, afin d'élaborer une image.

Le fonctionnement de la source 12 est commandé par une unité de commande 22 du système, qui fournit à la fois l'électricité et les signaux de commande pour les séries d'examens. De plus, la série de détecteurs 16 est couplée à l'unité de commande 22 du système, qui demande l'acquisition des signaux générés dans la série de détecteurs 16. L'unité de commande 22 du système peut également exécuter diverses fonctions de traitement et de filtrage de signaux, notamment pour le réglage initial des dynamiques, l'entrelacement de données numériques d'image, etc. Globalement, l'unité de commande 22 du système demande le fonctionnement du système d'imagerie 10 pour exécuter des protocoles d'examens et pour traiter des données acquises. Dans le présent contexte, l'unité de commande 22 du système peut également comporter des circuits de traitement de signaux et autres circuits, normalement en fonction d'un ordinateur général ou spécialisé pour une application, des circuits de mémoire correspondants pour stocker des programmes et des routines exécutés par l'ordinateur, ainsi que des paramètres de configuration et des données d'image, des circuits d'interfaçage, etc. Il est entendu que l'unité de commande 22 du système peut se présenter sous la forme d'éléments matériels et logiciels de l'ordinateur présenté 36.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 1, l'unité de commande 22 du système est couplée à un sous-système de positionnement linéaire 24 et à un sous-système de rotation 26. En particulier, l'unité de commande 22 du système peut comporter une unité de commande 28 de moteur qui commande le fonctionnement du sous-système de positionnement linéaire 24 et du sous-système de rotation 26. Le sous-système de rotation 26 permet de faire tourner l'ensemble de source de rayons X et/ou l'ensemble de détection sur un ou plusieurs tours autour du sujet 18. Il faut souligner que le sous-système de rotation 26 pourrait être un portique. Ainsi, l'unité de commande 22 du système peut servir à commander la vitesse de rotation et la position du portique. Selon une autre possibilité, le sous- système de rotation 26 peut comporter un plateau tournant motorisé et l'unité de commande 22 du système peut être conçue pour faire tourner le plateau tournant motorisé en faisant ainsi tourner le sujet 18 sur un ou plusieurs tours au cours d'un examen. Le sous-système de positionnement linéaire 24 permet un déplacement linéaire du sujet 18, par exemple en déplaçant une table ou un support sur lequel repose le sujet 18. Ainsi, dans une forme de réalisation, la table peut être déplacée de manière linéaire dans un portique pour générer des images de zones particulières du sujet 18.

Selon une autre possibilité, comme le comprendront les spécialistes de la technique, la source de rayonnement 12 peut être commandée par une unité de commande de rayonnement 30 disposée dans l'unité de commande 22 du système. En particulier, l'unité de commande de rayonnement 30 peut être configurée pour fournir des signaux d'alimentation électrique et de synchronisation à la source de rayonnement 12. Dans une forme de réalisation, le spectre monoénergétique d'émission de rayons X est sélectionnable par l'utilisateur et la source de rayons X peut être accordée par l'intermédiaire de l'unité de commande de rayonnement 30 pour émettre des rayons X dans ou à peu près dans le spectre choisi, ce qui rend accordable la source de rayons X. Par ailleurs, l'unité de commande 22 du système peut comporter des circuits d'acquisition de données 32. Dans le présent exemple de forme de réalisation, la série de détecteurs 16 est couplée à l'unité de commande 22 du système et, plus particulièrement, aux circuits d'acquisition de données 32. Les circuits d'acquisition de données 32 reçoivent ordinairement du réseau de détecteurs 16 des signaux analogiques échantillonnés représentatifs de la position et de l'énergie des rayons X monoénergétiques incidents et convertit les données en signaux numériques en vue d'un traitement ultérieur. Un reconstructeur 34 d'image couplé à un ordinateur 36 ou faisant partie de l'ordinateur 36, peut recevoir des circuits d'acquisition de données 32 des données échantillonnées et numérisées et peut réaliser une reconstruction très rapide d'image pour générer une ou plusieurs images de composition du sujet examinél8. Selon une autre possibilité, la reconstruction de l'image peut être faite par des circuits généraux ou spécialisés de l'ordinateur 36. Une fois reconstruite, l'image produite par le système d'imagerie 10 révèle des détails internes ainsi que des détails externes du sujet 18.

L'ordinateur 36 peut comprendre ou communiquer avec une mémoire 38. Il doit être entendu que n'importe quel type de mémoire permettant de stocker une grande quantité de données peut être utilisée par un tel exemple de système d'imagerie 10. De plus, l'ordinateur 36 peut être configuré pour recevoir des instructions et des paramètres de balayage transmis par un opérateur via un poste de travail d'opérateur 40. Par exemple, le poste de travail d'opérateur 40 peut être équipé d'un clavier et/ou autres dispositifs de saisie par lequel un opérateur peut commander le système d'imagerie 10. Ainsi, l'opérateur peut observer l'image reconstruite et d'autres données relatives au système, fournies par l'ordinateur 36, lancer l'imagerie, sélectionner un spectre d'imagerie, etc. Il faut souligner que le spectre est sélectionné d'après le type d'imagerie requise, par exemple une imagerie de tissus mous, une imagerie osseuse, une imagerie de contraste, une radiographie d'un métal particulier et/ou autres imageries requises.

Un écran d'affichage 42 peut être couplé au poste de travail d'opérateur 40 ou à l'ordinateur 36 et peut servir à observer la/les images de composition et/ou à commander l'imagerie. En outre, l'image résultant du balayage peut également être imprimée par une imprimante 44 qui peut être couplée à l'ordinateur 36 et/ou au poste de travail d'opérateur 40, soit directement soit par l'intermédiaire d'un réseau. Il faut en outre souligner que l'ordinateur 36 et/ou le poste de travail d'opérateur 40 peuvent être couplés à d'autres dispositifs de sortie qui peuvent comprendre des écrans d'ordinateur classiques ou spéciaux et des circuits de traitement correspondants. Par ailleurs, des postes de travail d'opérateurs supplémentaires peuvent également être connectés dans le système d'imagerie 10 pour sortir des paramètres du système, une demande d'examen, l'observation d'images, le choix d'un spectre de rayons X pour imagerie, etc., afin que plusieurs opérateurs puissent effectuer des opérations liées au système d'imagerie 10. Par exemple, un premier opérateur peut utiliser un premier poste de travail d'opérateur pour l'acquisition d'image tandis qu'un deuxième opérateur utilise un deuxième poste de travail d'opérateur pour reconstruire et/ou examiner les résultats des routines d'imagerie.

D'une façon générale, les écrans d'affichage, imprimantes, postes de travail et dispositifs analogues présents dans le système d'imagerie 10 peuvent être disposés au même endroit que les organes d'acquisition de données ou peuvent être distants de ces organes liés au système d'imagerie 10 par un ou plusieurs réseaux configurables comme l'Internet, des réseaux virtuels privés, et autres.

Considérant globalement la Fig. 2, un exemple de système d'imagerie médicale utilisé dans une présente forme de réalisation peut être un système de tomographie assistée par ordinateur (CT) à la fois pour acquérir des données originales d'image et pour traiter les données d'image à afficher et analyser selon la présente technique. Le système d'imagerie CT 46 est un système de tomographie assisté par ordinateur, le sous-système de détection étant conçu pour enregistrer les énergies individuelles des photons de différents spectres de rayons monoénergétiques. Le système d'imagerie CT 46 est représenté avec un cadre 48 et un portique 50 qui comporte une ouverture (volume d'imagerie ou volume de trou CT) 52. Une table 54 pour patient est placée dans l'ouverture 52 du cadre 48 et du portique 50. La table 54 pour patient est conçue de façon qu'un patient 56 puisse être confortablement allongé pendant l'examen. En outre, la table 54 est configurée pour être déplacée de manière linéaire par le sous-système de positionnement linéaire 24 (cf. Fig. 1) présenté plus haut. Par exemple, dans la forme de réalisation illustrée, une unité de commande 58 de moteur de table qui peut faire partie de l'unité de commande 22 du système peut servir à faire fonctionner la table 54.

Le portique 50 comprend une source 12 de rayons X placée au voisinage immédiat d'un collimateur 60. Lors d'un fonctionnement ordinaire, la source 12 de rayons X projette des rayons X monoénergétiques à un ou plusieurs niveaux d'énergie donnés vers le détecteur 16 à discrimination d'énergie monté sur le côté opposé du portique 50. Le collimateur 60 permet à un courant de rayonnement 14 d'entrer dans une région particulière d'un sujet tel qu'un patient humain 56. Il faut souligner que la région particulière du patient 56, par exemple le foie, le pancréas ou autre, est ordinairement choisie par un opérateur de façon que le balayage le plus utile d'une région puisse être acquis.

Par ailleurs, on peut faire tourner le portique 50 autour du sujet 56 de façon que plusieurs vues radiographiques puissent être prises sur une trajectoire d'imagerie décrite par le mouvement de la source 12 de rayons X par rapport au patient 56. En particulier, lorsque la source 12 de rayons X et la série de détecteurs 16 tournent en accompagnant le portique de CT 50, la série de détecteurs 16 recueille des données d'atténuation du faisceau de rayons X suivant les divers angles de vue par rapport au patient 56. Comme décrit plus haut, ces données peuvent être ensuite traitées pour générer une ou plusieurs images de composition de la zone examinée du patient 56.

La rotation du portique 50 et le fonctionnement de la source 12 sont 1 o commandés, comme évoqué plus haut, par une unité de commande 22 du système. Comme décrit plus haut, le sous-système de rotation 26 (cf Fig.1) est configuré pour manoeuvrer le portique 50. Par exemple, dans la forme de réalisation illustrée, l'unité de commande 22 du système peut comporter une unité de commande 62 de moteur de portique commandant la vitesse de rotation et la position du portique 50.

L'ordinateur 36 sert normalement à commander tout le système de tomographie 46 et peut être apte à commander des dispositifs activés par l'unité de commande 22 du système. L'ordinateur 36 lui même peut être configuré pour recevoir des instructions et des paramètres de balayage transmis par un opérateur par l'intermédiaire d'un poste de travail d'opérateur 40.

Dans la forme de réalisation illustrée, le poste de travail d'opérateur 40 peut aussi être couplé à un système d'archivage et de communication d'image (PACS) 64. Il faut souligner que le PACS 64 peut être couplé à un système distant 66 tel qu'un système d'information de service radiologique (RIS), un système d'information hospitalier (HIS) ou un réseau interne ou externe afin que des tierces personnes travaillant ailleurs puissent accéder à l'image et aux données de l'image.

Bien que, dans la présente description, il soit fait référence à un système de balayage tomographique dans lequel une source et un détecteur tournent sur un système de portique, il ne faut pas oublier que la présente technique ne se limite pas à des données recueillies sur un type particulier de scanner. Par exemple, la technique peut être appliquée à des données recueillies à l'aide d'un scanner dans lequel une source de rayons X et un détecteur sont en fait fixes et on fait tourner un sujet, ou dans lequel le détecteur est fixe mais une source de rayons X tourne ou se déplace autrement par rapport au détecteur ou au sujet dont on réalise une image. Par ailleurs, les données pourraient être générées dans un scanner dans lequel la source de rayons X et le détecteur sont fixes l'un et l'autre, comme lorsque la source de rayons X est répartie et peut générer des rayons X en différents endroits. De même, bien que des géométries de balayage globalement circulaires soient présentées, d'autres géométries peuvent également être envisagées.

Le système d'imagerie 10 et le système d'imagerie tomographique 46 peuvent produire des images du sujet examiné à l'aide de diverses techniques. Par exemple, considérant maintenant la Fig. 3, il y est illustré une logique de commande servant à générer une ou plusieurs images de composition à l'aide d'une source de rayons X monoénergétiques et d'un détecteur à discrimination d'énergie. Comme illustré sur l'organigramme par le repère 68, un opérateur peut sélectionner un spectre de rayons X monoénergétiques voulu pour réaliser une image d'un sujet concerné lors d'une étape 70. Le spectre de rayons X monoénergétiques voulu peut être choisi d'après le type d'imagerie à réaliser, par exemple une imagerie de contraste, une image osseuse, une imagerie de tissus mous, une caractérisation de matière, etc. Les rayons X sont ensuite émis dans le spectre monoénergétique voulu à l'aide d'une source accordable de rayons X monoénergétiques, à travers le sujet concerné, lors de l'étape 72. Selon une autre possibilité, les rayons X peuvent être émis dans un spectre plus large que voulu et peuvent être filtrés afin d'être sensiblement monoénergétiques au moment où ils atteignent le volume d'imagerie.

En outre, les rayons X monoénergétiques sont atténués par le sujet concerné et sont détectés par le détecteur à discrimination d'énergie lors de l'étape 74, le détecteur produisant lors de l'étape 76 un signal de sortie en réponse aux rayons X détectés. Chaque signal de sortie de détecteur contient des informations spectrales quant à la composition de l'image balayée d'après le degré d'atténuation des rayons X monoénergétiques sur l'image balayée. Le signal de sortie du détecteur est donc traité par des circuits de traitement d'image pour produire une ou plusieurs images de composition du sujet balayé, lors de l'étape 78.

Le système d'imagerie 10 décrit dans les diverses formes de réalisation évoquées plus haut donne une meilleure possibilité de diagnostic grâce à une meilleure différenciation tissulaire, un plus grand contraste par dose individuelle administrée au patient, un meilleur rejet de dispersion et une meilleure qualité d'image. Comme les rayons X sont monoénergétiques, des éléments précis du sujet examiné peuvent être mis en évidence. Dans une forme de réalisation, la présente technique permet le rejet de rayons X dispersés (ce qu'on appelle la dispersion dans la technique) en raison de la possibilité de distinguer l'énergie des photons détectés.

Le spectre limité permet de modérer les effets d'atténuation différentielle liés à l'énergie qui, sinon, aboutissent à un durcissement du faisceau. La diminution du durcissement du faisceau et de la dispersion réduit les artefacts de tomographie, ce qui améliore donc la différenciation tissulaire et l'aptitude au diagnostic. De plus, la possibilité d'accorder des spectres de rayons X à bande étroite accentue la différenciation des matières.

LISTE DES REPERES, système d'imagerie 12 source de rayonnement telle qu'une source accordable de rayons X monoénergétiques 14 rayons X monoénergétiques 16 série de détecteurs, par exemple un détecteur à discrimination d'énergie 18 sujet 20 rayons X atténués 22 unité de commande du système 24 sous-système de positionnement linéaire 26 sous-système de rotation 28 unité de commande de moteur 30 unité de commande de rayonnement 32 circuits d'acquisition de données 34 reconstructeur d'image 36 ordinateur 38 mémoire 40 poste de travail d'opérateur 42 écran d'affichage 44 imprimante 46 système d'imagerie tomographique 48 cadre 50 portique 52 volume ou ouverture d'imagerie

54 table

56 patient 58 unité de commande de moteur de table 60 collimateur 62 unité de commande de moteur de portique 64 PACS 66 client distant 68 organigramme illustrant le procédé d'imagerie 70 sélection d'un spectre approprié pour l'imagerie 72 émission de rayons X dans un spectre choisi 74 détection de l'incidence de rayons X atténués sur le détecteur à discrimination d'énergie 76 production d'un signal de sortie de détecteur 78 production d'une image de composition

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système d'imagerie (10) comprenant: une source accordable (12) de rayons X configurée pour émettre des rayons 5 X (14) à spectre sensiblement monoénergétique; un détecteur (16) à discrimination d'énergie configuré pour générer un signal de sortie de détecteur en réponse à l'incidence des rayons X (20) sur le détecteur (16) à discrimination d'énergie; et une unité de commande (22) de système comportant une unité de commande 10 (30) de rayons X configurée pour faire fonctionner la source accordable (12) de rayons X, et des circuits (32) d'acquisition de données configurés pour acquérir le signal de sortie du détecteur (16) à discrimination d'énergie.

2. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel la source accordable (12) de rayons X génère les rayons X (14) à l'aide d'une technique de diffusion Compton inverse, et/ou d'une technique d'émission de rayons X à base de plasma et/ou d'une technique comportant une filtration d'un rayonnement de freinage à large bande.

3. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel la source accordable (12) de rayons X comporte une cible en métal liquide.

4. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel la source accordable (12) de rayons X comporte une pluralité d'un ou de plusieurs types de particules en suspension dans un milieu métallique liquide.

5. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel le détecteur (16) à discrimination d'énergie comprend des détecteurs à intégration de charges et/ou des détecteurs à comptage de photons et/ou des détecteurs sensibles à l'énergie.

6. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, comprenant en outre des circuits (34) de reconstruction d'image configurés pour générer au moins une image de composition d'après le signal de sortie du détecteur.

7. Système d'imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel la source 30 accordable (12) de rayons X est configurée par une interface opérateur (40) pour émettre des rayons X globalement à spectre monoénergétique voulu.

8. Système d'imagerie (10) selon la revendication 7, dans lequel le spectre monoénergétique voulu est choisi pour réaliser une imagerie de contraste et/ou une imagerie osseuse et/ou une imagerie de tissus mous.

9. Procédé pour générer une image de composition, le procédé comprenant les étapes consistant à : sélectionner (70) un spectre de rayons X monoénergétiques voulu pour réaliser une image d'un sujet concerné (18) ; émettre (72) des rayons X (14) globalement dans le spectre de rayons X monoénergétiques voulu à travers le sujet concerné (18) ; détecter (74) les rayons X (20) atténués par le sujet concerné (18) à l'aide d'un détecteur (16) à discrimination d'énergie; générer (76) un signal de sortie de détecteur en réponse aux rayons X (20) détectés par le détecteur (16) à discrimination d'énergie; et générer (78) au moins une image de composition à partir du signal de sortie du détecteur.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la sélection (70) du spectre de rayons X monoénergétiques voulu comporte la sélection du spectre de rayons X monoénergétiques voulu afin de réaliser une imagerie de contraste et/ou une imagerie osseuse et/ou une imagerie de tissus mous.